1.1 -1.3 si hay tanta unidad, ¿por qué hay tantas especies? 8 de prueba 181 asociación...
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CONTENIDO
\
~ CONCEPTOS Y MÉTODOS EN BIOLOGÍA
¿Porquéestudiarbiología?2
El ADN, la energía y la vida 41.1
1.2 Energía y organización de la vida 6
Niveles de organización biológica 6
Interdependencia entre los organismos 7
Si hay tanta unidad, ¿por qué hay tantas especies? 81.3- CONEXIONES: UN PUNTO DE VISTA EVOLUTIVO ACERCA DELADIVERSIDAD10
Las mutaciones: fuente original de la variación 10Definición de la evolución 10
Definición de seleccjón natural 10
1.5 La naturaleza de las investigaciones biológicas 12
Observaciones, hipótesis y pruebas 12
Una suposición de causa y efecto 12
Diseño experimental 13Error de muestreo 13
Acerca de la palabra "teoría" 13
1.7
Enfoque en la ciencia: el poder de las pruebasexperimentales 14
Los experimentos de terapia biológica 14
La identificación de variables importantes 15
Sesgo al reportar los resultados 15
Los límites de la ciencia 15
... - FUNDAMENTOS QUÍMICOS DE LAS CÉLULAS
2.1¿Cuántovaleunapersona?20
Con respecto a los átomos 22Estructura atómica 22
Isótopos: formas variantes de los átomos 22
2.3
Enfoqueenla ciencia:usoderadioisótoposparadarseguimientoa productosquímicosy salvarvidas 23
¿Qué ocurre cuando un átomo se enlaza con otro? 24
Los electrones y los niveles de energía 24
"Capas" 24De los átomos a las moléculas 24
2.4 Enlaces importantes en las moléculas biológicas 26
Formación de iones y enlace iónico 26Enlace covalente 26
Puentes de hidrógeno 27
iv
2.5 Propiedades del agua 28
Polaridad de la molécula de agua 28
Efecto de estabilización de la temperatura del agua 28
Cohesión del agua 29Propiedades del agua como disolvente 29
Ácidos, bases y soluciones amortiguadoras 30La escala de pH 30 ,..
¿En qué difieren los ácidos de las bases? 30
Las soluciones amortiguadoras contrarrestan los cambiosde pH 31Sales 31
2.6
COMPUESTOS DE CARBONO EN LAS CÉLULAS
Carbono arriba, carbono abajoy por todos lados: ¿no te marea? 34.. CONEXIONES: LAS MOLÉCULAS DE LA VIDA:ESTRUCTURA y FUNCIONAMIENTO 36
3.2
3.3
¿Qué es un compuesto orgánico? 36
Td'do se debe al comportamiento de enlace del carbono 36
Maneras de representar los compuestos orgánicos 36
Generalidades de los grupos funcionales 38
3.4
¿Cómo sintetizan compuestos orgánicos las células? 39
Cuatro familias de bloques constitutivos 39
Cinco tipos de reacciones 39
Carbohidratos: las moléculas más abundantes en losseres vivos 40
Los azúcares simples 40Carbohidrato s de cadena corta 40
Carbohidratos complejos 40
Si es grasoso o aceitoso debe ser un lípido 42
Grasas y ácidos grasos 42
Fosfolípidos 43
Esteroles y sus derivados 43Ceras 43
3.5
3.6 Una cadena de aminoácidos: la estructura primariade las proteínas 44Estructura de los aminoácidos 44
Formación de cadenas polipeptídicas 44
¿Cómo surge la estructura final de una proteína? 46
Segundo y tercer niveles de la estructura proteica 46
Cuarto nivel de estructura proteica 47Desnaturalización: cómo se deshace la estructura 47
3.7
..CONEXIONES: ¿POR QUÉ ES TAN IMPORTANTELA ESTRUCTURA PROTEICA? 48
Basta con que haya un aminoácido incorrecto... 48
Las células fa1ciformes y un trastorno ,grave 49
Nucleótidos y ácidos nucleicos 50Los diversos papeles de los nucleótidos 50
Los ADN Y los ARN 50
3.9
-..ESTRUCTURAY FUNCIONAMIENTO DE LA
CÉLULA..Animáculos y células llenas de jugos 54
4.1 Aspectos fundamentales de la estructura y funcióncelular 56
Organización estructural de las células 56
Organización de las membranas celulares 56
¿Por qué las células no son de gran tamaño? 57
Id~ Enfoque en la ciencia: los microscopios: puerta de entrada a lascélulas58
4.3 Características que definen a las células eucariontes 60
Principales componentes celulares 60
¿Cuáles son los organelos típicos de las plantas? 60
¿Cuáles son los organelos típicos de los animales? 60
El núcleo 62
Cubierta nuclear 62
El nucléolo 63
Cromosomas 63
¿Qué ocurre con las proteínas especificadas por el ADN? 63
4.4
4.5 Sistema de endomembranas 64
Retículo endoplásmico 64
Complejo de Golgi 64Una variedad de vesículas 65
La mitocondria 664.6
4.7 Organelos vegetales especializados 67
Los cloroplastos y otros plástidos 67Vacuola central 67
4.8 Resumen de características típicas de las célulaseucariontes 68
4.9 Inclusive las células humanas tienen esqueleto 70
Los microtúbulos de gran tamaño 70 ...
Microfilamentos delgados 71
Miosina y otras proteínas accesorias 71Filamentos intermedios 71
¿Cómo se desplazan las células? 72
Movimiento mediante proteínas motoras 72
Cilios, flagelos y seudópodos 72
4.10
4.11 Especializaciones en la superficie de la célula 74Paredes celulares eucariontes 74
Matrices entre las células animales 75
Uniones intercelulares 75
Comunicación celular 75
Células procariontes 76 ...4.12
~ UN EXAMEN MÁS CERCANO DE LASMEMBRANAS CELULARES
5.1
Un transportadordefectuosoy lafibrosisquística 80
Estructura y función de la membrana 82
Otro análisis de la bicapa lipídica 82¿Qué es el modelo de mosaico fluido? 82
lfJII CONEXIONES: UNA GALERÍA DE PROTEÍNASMEMBRANALES84
¿En dónde están posicionadas las proteínas? 84¿Qué función tienen? 84
5.4
Enfoqueenla ciencia:¿cómoesquelasproteínasdemembranapermanecenensu sitio? 86
Pensemos en la difusión 86
¿Qué es un gradiente de concentración? 86¿Qué determina las velocidades de difusión? 87
Tipos de mecanismos de cruce 88
¿Cómo funcionan los transportadores? 88Transporte pasivo 88Transporte activo 89
¿En qué sentido se desplaza el agua? 90Ósmosis 90Efectos de la tonicidad 90
Efectos de la presión del líquido 91
Intercambio membranal hacia la superficie celulary procedente de ella 92Exocitosis y endocitosis 92Ciclos de la membrana 93
"""i'
5.5
5.6
5.7
5.8
REGLAS BASALES DEL METABOLISMO
6.1Envejecimientoentreelpandemoniummolecular96
La energía y la organización subyacente de los seresvivos 98Definición de energía 98¿Para qué utilizan energía las células? 98¿Qué cantidad de energía se encuentra disponible? 98El flujo de energía en un sentido 98
Suministro y producción de energía y trabajo celular 100Las células y las barreras energéticas 100El ATP acopla la producción de energía en el consumode ésta 100
Algunas transferencias de electrones impulsan laformación de ATP 101
Las células utilizan sustancias además de energía 102Reacciones metabólicas participantes 102¿Qué son las vías metabólicas? 102¿Son reversibles las reacciones? 102A fin de cuentas, los átomos no desaparecen 103
Cadenas de transferencia de electrones en las vías
metabólicas principales 104
6.2
6.3
6.4
6.5 Las enzimas ayudan a rebasar las barrerasenergéticas 105
¿Cómo reducen las enzimas la energía de activación? 106El sitio activo 106
Transición al punto más alto de la barrera deactivación 106
Cómo trabajan las enzimas 106Los cofactores 107
¿Por qué son tan grandes las enzimas? 107
Las enzimas no trabajan en el vacío 108¿Cómo se controla la actividad enzimática? 108¿Afectan los cambios de pH y temperatura a lasenzimas? 108
6.6
6.7
Enfoque en la salud: la cerveza, las enzimas y el hígado 109
v
-CONEXIONES: ILUMINAN LA NOCHEYTAMBIÉNELLABORATORIO110
Organismos bioluminiscentes 110
Aplicaciones a la investigación 110
r't'i CÓMO OBTIENEN ENERGÍA LAS CÉLULAS
7.1
La luz solar y la supervivencia 114
Generalidades sobre la fotosíntesis 116
Dónde se llevan a cabo las reacciones 116
No obstante, las cosas no terminan en realidad con la
glucosa 116
7.2 La luz solar como fuente de energía 118
Propiedades de la luz 118
Los pigmentos: el puente molecular entre la luz solar y lafotosíntesis 119
7.3 Atrapan el arco iris 120
La base química del color 120
La variedad de pigmentos fotosintéticos 120
¿En dónde están ubicados los pigmentos fotosintéticos? 121
Reacciones dependientes de la luz 122¿Qué ocurre con la energía absorbida? 122
Flujo de electrones cíclico y no cíclico 122
El legado: una nueva atmósfera 123
7.4
7.5
7.6
Caso de estudio: liberación controlada de energía 124
Reacciones independientes de la luz 125
¿Cómo obtienen carbono las plantas? 125
¿Cómo sintetizan glucosa las plantas? 125
Fijación del carbono: algo tan cercano y sin embargo tanlejano 126
Plantas C4 y plantas C3 126Plantas CAM 127
I11III CONEXIONES:AUT6TROFOS,HUMANOSy LABIOSFERA128
7.7
~
Ei'I!a CÓMO LIBERAN LAS CÉLULAS LA ENERGÍAALMACENADA
8.1
iAhí vienen las asesinas! i iAhí vienen las asesinas! 132
¿Cómo fabrican ATP las células? 134
Comparación de los principales tipos de vías de liberaciónde energía 134
Generalidades de la respiración aeróbica 134
8.2 La glucólisis: primera etapa de las vías de liberaciónde energía 136
Segunda etapa de la vía aeróbica 138
Pasos preparatorios y el ciclo de Krebs 138Funciones de la segunda etapa 138
Tercera etapa de la vía aeróbica 140Fosforilación con transferencia de electrones 140
Resumen de la cosecha energética 140
8.3
8.4
vi
8.5 Vías anaeróbicas de formación del ATP 142
Vías de fermentación 142
Fermentación láctica 142
Fermentación alcohólica 142Transferencia de electrones anaeróbicas 143
Fuentes alternas de energía en el cuerpo humano 144
Perspectiva sobre la descomposición de loscarbohidratos 144
El destino de la glucosa de los alimentos ingeridos 144
El destino de la glucosa entre alimentos 144
Energía de las grasas 144
Energía de las proteínas 144
8.6
..CONEXIONES: PERSPECTIVA SOBRE LA UNIDADMOLECULARDELA VIDA 146
..DIVISIÓN CELULAR Y MITOSIS
9.1
De la célula al salmón plateado 150
División celular: el puente entre las generaciones 150Generalidades sobre los mecanismos de división 152
Algunos puntos clave sobre los cromosomas 152
La mitosis y el número de cromosomas 152
9.2 El ciclo celular 154
La"'maravilla de la interfase 154
La mitosis se realiza en cuatro etapas 154
9.3 Mitosis 156
La profase: inicio de la mitosis 156Transición a la metafase 156
De la anafase a la telofase 157
División del citoplasma 158
Formación de la placa celular en las plantas 158
División citoplásmica en las células animales 159
Perspectiva de la división celular por mitosis 159
9.4
Enfoque en la ciencia: las células inmortales de Henrietta 160
cmMEIOSIS
10.1
10.2
El sexo de los pulpos y otras historias 162
Comparación de la reproducción sexual y la asexual 164
Cómo se reduce a la mitad el número de cromosomasen la meiosis 164
Piensa en los "homólogos" 164Dos divisiones en vez de una 165
10.3
10.4
Diagrama visual de las etapas de la meiosis 166
Un examen más cercano de los eventos clavede la meiosis 168
Entrecruzamiento en la profase 1 168Alineaciones en la metafase 1 169
1'0.5 De los gametos a los descendientes 170
Formación de gametos en las plantas 170
Formación de gametos en los animales 170Más reacomodos durante la fertilización 170
Comparación de meiosis y mitosis 17210.6
.. PATRONES HEREDITARIOS OBSERVABLES
II1IIUnamezcolanzadeorejasy otrosrasgos176
11.1 Los patrones de la herencia estudiadospor Mendel 178
El método experimental de Mendel 178
Algunos términos que se emplean en genética 179
La teoría de segregación de Mendel 180Predicción de resultados de cruces monohíbridos 180
Cruces de prueba 181
Asociación independiente 182Predicción de resultados de los cruces dihíbridos 182La teoría en forma moderna 183
11.2
11.3
11.4 Relaciones de dominancia 184
Dominancia incompleta 184
Los tipos sanguineos ABO: un caso de codominancia 184
Efectos múltiples de genes únicos 185
Interacciones entre pares de genes 186Color del pelo en los mamíferos 186Forma de la cresta en las aves 187
11.5
11.6
11.7 ¿Cómo se pueden explicar las variaciones menospredecibles? 188
Los fenotipos inesperados 188
Variación continua en las poblaciones 188
Efectos ambientales sobre el fenotipo 19011.8
lIiI GENÉTICA HUMANA
12.1
La historiadelcromosomaFiladelfia 194
Los cromosomas y la herencia 196
Los genes y su ubicación en los cromosomas 196Autosomas y cromosomas sexuales 196 ..
12.3
12.4
Enfoque en la ciencia: una fácil determinacióndelcariotipo 197
Determinación del sexo en humanos 198
12.5
Lo que Méndel no sabía: crucesy recombinaciones 200
Análisis genético en humanos 202
Elaboración de árboles genealógicos o heredogramas(pedigríes) 202
Los trastornos genéticos humanos 203
12.6 Ejemplos de patrones hereditarios 204Herencia autosómica recesiva 204
Herencia autosómica domh¡¡ante 204
Herencia recesiva ligada a X 205
12.8
La progeria: demasiadojoven para ser viejo 206
Cambios en la estructura de los cromosomas 206
Principales tipos de cambios estructurales 206
Duplicación 206Inversión 206
Translocación 206
Deleción (supresión) 207
¿Evoluciona la estructura de los cromosomas? 207
12.9 Cambios en el número de cromosomas 208
Tipos y mecanismos de cambio 208Estudio de caso: el síndrome de Down 208
12.10 Estudio de caso: cambios en el númerode cromosomas sexuales 210
Anormalidades en el cromosoma sexual femenino 210
Síndrome de Turner 210Síndrome XXX 210
Anormalidades del cromosoma sexual masculino 210
Síndrome de Klinefelter 210
Condición XYY 211
Enfoque en Bioética: prospectos sobregenética humana 212
'.....ESTRUCTURA Y FUNCIONAMIENTO DEL ADN
13.1Atamosde cartón y enlacesdealambre 216
Descubrimiento de las funciones del ADN 218
Indicios tempranos del rompecabezas 218Confirmación de la función del ADN 218
Estructura del ADN 220
¿Cuáles son los componentes del ADN? 220
Patrones de apareamiento de bases 221
13.2
13.4
Enfoqueen Bioética:la historiadeRosalind222
La replicación y reparación del ADN 222
¿Cómo se duplica una molécula de ADN? 222
Monitoreo y fijación del ADN 223
Enfoque en la ciencia: clonación de mamíferos:la reprogramación del ADN 224..DEL ADN A LAS PROTEÍNAS
14.1
Más allá delbyssus226
¿Cómo se transcribe el ARN a partir del ADN? 228
Los tres tipos de ARN 228
La naturaleza de la transcripción 228
Toques finales en las transcripciones de ARNm 228
Cómo se descifran los transcritos de ARNm 230
¿Qué es el código genético? 230
Estructura y función del ARNt y el ARNr 230
¿Cómo se traduce el ARNm? 232
Etapas de la traducción 232
¿Qué ocurre con los nuevos polipéptidos? 233
¿Afectan las mutaciones a la síntesis deproteínas? 234
Las mutaciones genéticas comunes y su origen 234
Causas de las mutaciones genéticas 235La prueba es la proteína 235
14.2
14.3
14.4
vii
l1li CONTROLES SOBRE LOS GENES
15.1
15.2
CuandoesimposiblearreglarelADN 238
Tipos de mecanismos de control 240
Control bacteriano de la transcripción 240Control negativo del operón de lactosa 240
Control positivo del operón de lactosa 240
Controles genéticos en las células eucariontes 242
Diferenciación celular y expresión genéticaselectiva 242
Controles anterior y posterior de la transcripción 242
Tipos de mecanismos de control 244
Los geneshomeóticos y los planes del organismo 244Inactivación del cromosomaX 244
Ejemplos de mecanismos de señalización 246Señaleshormonales 246La luz solar como señal 246
15.3
15.4
15.5
Enfoque en la ciencia: la pérdida de control y el cáncer 248
Repasodel ciclo celular 248Características del cáncer 248
¡Un brindis por las células suicidas! 249
BI ELADN RECOMBINANTE y LAINGENIERÍA GENÉTICA
.'-0.
16.1Mamá,papá y las arterias taponadas 252
Un estuche de herramientas para fabricar ADNrecombinante 254Enzimas de restricción 254
Enzimas de modificación 254
Vectoresde clonación para amplificar el ADN 254
Uso de la transcriptasa reversapara preparar ADNc 255
PCR: una manera más rápida de amplificarel ADN 256
¿Quéson los cebadores?256
¿Cuálesson los pasosde reacción? 256
16.2
16.4
16.5
Enfoque en Bioética: huellas digitales de ADN 257
¿Cómo se determina la secuencia del ADN? 258
Del pajar a la aguja:cómo se aíslan los genesde interés 259
¿Quéson las sondas? 259
Detección de genes 259
Aplicaciones de la escritura genética 260
Diseñador de plantas 260
Regeneraciónde plantas a partir de cultivos celulares 260
¿Cómosetransfieren los genesa las plantas? 260
Transferencia de genes en los animales 262
Los superratonesy los establosde biotecnología 262Mapeado y utilización del genomahumano 262
Aspectos de seguridad 263
16.6
16.7
16.8
16.9
IIIDI CONEXIONES: LA BIOTECNOLOCÍA EN EL VALEROSO NUEVOMUNDO264¿Quiénesse mejorarán? 264¿Quién saldrá favorecido? 264
¿Deseas que te envíe algunos clones? No te molestes, yallegaron 264
Evaluación de riesgos y beneficios 265
viii
l1li MICROEVOLUCIÓN
17.1
Perrosdediseñador270
Primeras creencias y descubrimientos que provocaronconfusión 272
La gran cadena de los seres vivos 272Aspectos biogeográficos 272
Preguntas de morfología comparativa 272Preguntas sobre los fósiles 273
Una lluvia de nuevas teorías 274
Compaginación de la nueva evidencia con las antiguascreencias 274 ~
El viaje del Beagle 274
La teoría de Darwin toma forma 276
. Antiguos huesos yarmadillos 276
Una comprensión clave: variaciones en los rasgos 276
Los individuos no evolucionan, pero laspoblaciones sí 278
Ejemplos de variación en las poblaciones 278La "reserva genética" 278
Estabilidad y cambio en las frecuencias de los alelos 278
Un repaso de las mutaciones 279
Enfoque en la ciencia: ¿en qué casos no se encuentraen evolución una población? 280."Repaso de la selección natural 281
Cambio direccional en el rango de variación 282¿Qué es la selección direccional? 282
El caso de las polillas moteadas 282
Resistencia a los pesticidas 282Resistencia a los antibióticos 283
17.2
17.3
17.4
17.5
17.6
17.7
Selección en contra o en favor de fenotipos 284Selección estabilizadora 284
Selección disruptiva 285
Preservación de la variabilidad en una población 286Selección sexual 286
Preservación de dos o más alelos 286
Anemia falciforme: ¿el menor de dos males? 286
17.10 Flujo genético 287
17.8
17.9
17.11 Desplazamiento genético 288
Los eventos aleatorios y el tamaño de la población 288Los cuellos de botella y el efecto fundador 288
Desplazamiento genético y poblaciones cuyos individuosse reproducen entre ellos 289
l1liLA ESPECIACIÓN
18.1
El casodeloscaracolesquemoríanenla carretera292
El camino hacia la especiación 294¿Qué es una especie? 294
Mecanismos de aislamiento reproductivo 294
La especiación en poblaciones geográficamenteaisladas 296
Definición de especiación alopátrica 296
La velocidad de aislamiento-geográfico 296
Especiación alopátrica en los archipiélagos 297
18.2
18.3 Modelos para otras vías de especiación 298
Especiación simpátrica 298Evidencia de los delidos en África 298
Especiación mediante poliploidía 298Especiación parapátrica 299
Patrones de especiación 300
Evolución ramificada y no ramificada 300
Árboles evolutivos y tasas de cambio 300
Radiaciones adaptativas 300
Extinciones: el final de un linaje 301
18.4
II!J EL ACERTIJO MACROEVOLUTIVO
Medición del tiempo 304
Fósiles: evidencia de vida en la antigüedad 306Fosilización 306
Fósiles en capas de roca sedimentaria 306
Interpretación del registro fósil 307
19.1
Enfoque en la ciencia: fechado departesdel acertijo 308
Origen de la escala de tiempo geológico 308Fechador radiométrico 309
19.3 Evidencia de la biogeografía 310
Una hipótesis extravagante 310Deriva continental y mares cambiantes 310
Evidencia de la morfología comparativa 312
Divergencia morfológica 312 ..Convergencia morfológica 313
Evidencia de los patrones de desarrollo 314Programa de desarrollo de la espuela de caballero 314
Programa de desarrollo de vertebrados 314
Evidencia de la bioquímica comparativa 316
Comparación de proteinas 316Comparaciones de ácidos nucleicos 316
Relojes moleculares 317
¿Cómo se interpreta la evidencia? 318Identificación, designación de nombres y clasificación delas especies 318Agrupamientos de especies::dos taxa superiores 318Sistemas de clasificación 319El sistema de tres dominios 319
El sistema de seis reinos 319
19.4
19.5
19.6
19.7
Enfoque en la ciencia: construcción de un cladograma 320..CONEXIONES: INTERPRETACIÓN CORRECTA E INTERPRETACIÓNINCORRECTA DEL PASADO 322
Archaeopteryx 322Historia de una ballena 322
mili EL ORIGEN Y LA EVOLUCIÓN DE LA VIDA
En el principio... 326
20.1 Condiciones de la tierra primitiva 328
El origen de la Tierra 328
La primera atmósfera 328
Sintesis de compuestos orgánicos 328
Surgimiento de las primeras células vivas 330
Origen de los agentes del metabolismo 330
Origen de los sistemas autorreplicantes 330
Origen de las primeras membranas plasmáticas 331
Origen de las células procariontes y eucariontes 332
20.2
20.3.. CONEXIONES:¿DE DÓNDE SURGIERONLOSORGANELOS?334
Origen del núcleo y el retículo endoplásmico 334Teoría de la endosimbiosis 334
Evidencia de la endosimbiosis 335
,.
20.5
20.6La vida en la era paleozoica 336
La vida en la era mesozoica 338
Especiación a gran escala 338
El origen del reino de los reptiles 338
20.8
Enfoqueenla ciencia:horriblefin a la dominancia340
La vida en la era cenozoica 340
PROCARIONTES y VIRUS
21.1
Las multitudes invisibles 346
Características de las células procariontes 348
Diversidad metabólica espléndida 348
Tamaños y formas 348Características estructurales 348
21.2 Crecimiento y reproducción de los procariontes 350La naturaleza del crecimiento 350
Fisión procariótica 350
Conjugación entre células 351
Clasificación de los procariontes 351
Principales grupos de procariontes 352
Arqueobacterias 352Termófilos extremos 352
Metanógenos 353Halófilos extremos 353
Eubacterias: las bacterias verdaderas 354
Un muestreo de la biodiversidad 354
Bacterias fotoautótrofas 354
Bacterias quimioautótrofas 354
Bacterias quimioheterótrofas 354
A propósito de las bacterias "simples" 355
21.3
21.4
21.5
21.6
ix
21.7 Los virus 356Característicasde definición 356
Ejemplosde virus 356
Ciclos de multiplicación viral 358¿Qué ocurre durante las infeccionesvirales? 358
¿Qué opdemos decir de losviroides y los priones? 359- CONEXIONES: EVOLUCIÓN Y
ENFERMEDADES INFECCIOSAS 360
21.8
Lm PROTISTAS
Confusión de criterios en un momento crucial 364.. CONEXIONES:UN ÁRBOLEVOLUTIVOQUEEMERGE366Un enfoque filogenético 366
¿Qué representa un nombre? 367
Antiguos linajes de protozoarios flagelados 368
Protozoario s ameboides 369
Rizópodos 369
Actinópodos 369
Los ciliados 370
22.2
22.3
22.4
22.5 Los protozoarios 372
Enfoque en la salud: el paludismo y los mosquitos que sealimentan por la noche 373
La célula infernal y otros dinoflagelados 374
Los oomicotes, antiguos estramenópilos 375
Estramenópilos fotosintéticos, crisofitasy algas pardas 376
Las algas verdes y sus parientes más cercanos 378
Algas rojas 380
Mohos mucilaginosos 381
r::wLAS PLANTAS
Pioneros del Nuevo Mundo 384- CONEXIONES:TENDENCIASEN LA EVOLUCIÓNDE LAS PLANTAS 386
Evolución de raíces, tallos y hojas 386
De la dominancia haploide a ladiploide 386
Evolución del polen y las semillas 387
Las briofitas 388
Plantas vasculares sin semillas de la actualidad 390Licofitas 390
Helechos tipo escoba 390Colas de caballo 390
Helechos 391
x
23.2
23.3
23.5
23.6
Enfoque en el entorno: antiguos tesorosde carbón 392
Surgimiento de las plantas con semilla 393
Las gimnospermas: plantas con semillas"desnudas" 394Coníferas 394
Gimnospermas meno~ conocidas 394Las cicadáceas 394
Ginkgo 395Gnetofitas 395
23.7 Un examen más cercano a las coníferas 396
Ciclo de vida del pino 396
La deforestacióny las coníferas 397
Las angiospermas: plantas con flores y semillas 398Características de las plantas con flores 398Ciclo de vida representativo: unamonocotiledónea 398
23.8
... CONEXIONES: LAS PLANTAS CON SEMILLAS
y~S PERSONAS 400
~ HONGOS
24.1
Odaa loshongosquenosrodean404
Características de los hongos 406Modo de nutrición 406
Principales grupos 406
Características principales de los ciclos de vida de loshongos 406
24.2 Los hongos tipo maza 406
Muestra de una diversidad espectacular 406
Ejemplo de ciclo de vida fúngica 407
Esporas y más esporas 408
Productores de cigosporas 408
Productores de ascosporas 408
Elusivas esporas de los hongos imperfectos 409
24.3
24.4 Repaso de los simbiontes 410
,Líquenes 410Micorrizas 411
Los bosques también dependen de los hongos 411
Enfoque en la ciencia: breve descripción de loshongos nocivos 412
.. ANIMALES: LOS INVERTEBRADOS
25.1
LosmiembrosdeMadeleine414
Generalidades sobre el reino animal 416
Características generales de los animales 416
Variaciones en los planes de organización corporal 416
25.2 Acertijos sobre los orígenes 418
22.7
22.8
22.9
22.10
22.11
22.12
..
-25.3
25.4
Las esponjas: un éxito de la simplicidad 418
Los cnidarios: el surgimiento de lostejidos 420Planesde organizacióncorporal y ciclicosde vidade loscnidarios 420
Ejemplosde la diversidad de los cnidarios 421
Los animales acelomados y los sistemas deórganos más simples 422Característicasde los gusanos planos 422Principalesgrupos de gusanos planos 422Gusanos redondos 423
25.5
25.6
~I Enfoqueen la ciencia: la amplia variedad degusanosnocivos424
25.8 Rotíferos 425
25.9 Una divergencia mayor 426
25.10 Una breve descripción de los moluscos 426
25.11 Experimentos evolutivos en los planes deorganización corporal de los molusco s 428
Formación y ruptura de giros de cuerpos suaves 428Ocultarse de una u otra manera 428
La necesidad de velocidad de los cefalópodos 429
25.12 Anélidos: una sorprendente abundanciade segmentos 430
Ventajas de la segmentación 430
Adaptaciones de los anélidos: un caso de estudio 41°"'-"25.13 Artrópodos: los organismos más exitosos
en tierra firme 432
Diversidad de los artrópodos 432
Adaptaciones de los insectos y otros artrópodos 432 ..
25.14 Un examen de las arañas y sus parientes 433
25.15 Un examen de los crustáceos 434
25.16 ¿Cuántos pies? 435
25.17 Un examen de la diversidad de losinsectos 436
II1IIEnfoqueen la ciencia: artrópodosnocivos 438
25.19 Los intrigantes equinodermos 440
liIJ ANIMALES: LOS VERTEBRADOS.. ¿Así quepiensas que el ornitorrinco está deforme? 444
26.1 La herencia de los cordados 446
Urocordados 446 .;a
Cefalocordados 446
Craneados primitivos 447.. CONEXIONES:TENDENCIASEN LA EVOLUCIÓNDE LOS VERTEBRADOS 448
26.3 Peces sin mandíbula de la actualidad 449
Peces bruja 449
Lampreas 449
Peces con mandíbula de la actualidad 450
Peces con un esqueleto cartilaginoso 450
Peces con esqueleto óseo 450
El surgimiento de los anfibios 452
Ranas y sapos 452
26.4
26.5
26.6
26.7
Salamandras 453
Cecilias 453
El origen de los amniotes 454
Una breve descripción de los reptilesactuales 456
Tortugas 456
Lagartos 456
Serpientes 456Tuataras 457
Orden crocodilia 457.'
26.8
26.9
Aves 458
El origen de los mamíferos 460Los rasgos de los mamíferos 460Origen de los mamíferos y radiaciones 461
Variedades de mamíferos actuales 46226.10- CONEXIONES:TENDENCIASEN LA EVOLUCIÓNDE LOS PRIMATES 464
)./
26.12 De los primate s primitivos a los homínidos 466
Orígenes y divergencias tempranas 466
Los primeros homínidos 466
Surgimiento de los humanos primitivos 468
Surgimiento de los humanos modernos 470
26.13
26.14
Enfoque en la ciencia: salida deAfrica:por primera vez, segunda, o... 471
...BIODlVERSIDAD EN PERSPECTIVA
El toque humano 474
lIiIIII CONEXIONES: LAS EXTINCIONES MASIVAS y LASRECUPERACIONESLENTAS 476
27.2 Las nuevas especies en peligro 478
Pérdida y fragmentación de hábitat 478
La Biogeografía y el hábitat isleño 479
Especies indicadoras 479Otros factores que contribuyen 479
Enfoque en el ambiente: estudio de caso:los arrecifes del pasadoy del futuro 480
27.5Enfoqufen la bioética:laadvertenciadeRachel482
Biolog~a de la conservación 482El papel de la sistemática 482Análisis bioeconómico 483
Desarrollo sustentable 483
Conciliar la biodiversidad conlas necesidades humanas 484
Un caso de tala en franjas 484
Ganadería y zonas ribereñas 484
27.6
xi
tm CÓMO FUNCIONAN LAS PLANTASY LOS ANIMALES
28.1
Gansosdealtosvuelosy laflor denieve 488
Niveles de organización estructural 490
De las células a los organismos multicelulares 490Crecimiento versus desarrollo 490
Historia de la organización estructural 490
El ambiente interno del cuerpo 491
¿Cómo contribuyen las partes al todo? 491.. CONEXIONES:LA NATURALEZADE LAADAPTACIÓN492
Definición de la adaptación 492Tomates con tolerancia a la sal 492
No hay osos polares en el desierto 492¿Adaptación a qué? 493
28.3 Mecanismos de homeostasis en animales 494
Retroalimentación negativa 494Retroalimentación positiva 495
28.4 ¿El concepto de homeostasis se aplica a lasplantas? 496
Emparedar las amenazas 496Arena, viento y el lupino amarillo 497Acerca del plegamiento rítmico de las hojas 497
28.5 Comunicación entre células, tejidos y órganos 498Recepción, transducción y respuesta a señales 498
La comunicación en el cuerpo de la plata 498La comunicación en el cuerpo animal 499
,
..CONEXIONES: RETOS RECURRENTESA LA SUPERVIVENCIA500Limitantes al intercambio gaseoso 500
Necesidad de un transporte interno 500
Mantenimiento de un equilibrio entre agua y solutos 501
Necesidad de integración y control 501
Sobre las amenazas y variaciones en los recursos 501
~¡ILI TEJIDOS DE LAS PLANTAS
29.1
Lasplantasy elvolcán 504
Generalidades sobre el ~uerpo de las plantas 506
Brotes y raíces 506
Tres sistemas de tejidos vegetales 506
¿De dónde se originan los tejidos de las plantas? 507
xii
'-
29.2 Tipos de tejidos de las plantas 508
Tejidos simples 508
Tejidos complejos 508
Tejidos vasculares 508
Tejidos dérmicos 509
Dicotiledóneas y monocotiledóneas: los mismostejidos, pero diferentes características 509
Estructura primaria de los brotes 510
¿Cómo se forman los tallos y las hojas? 510Estructura interna de los tallos 510
29.3
29.4 Un examen más cercano de las hojas 512
Semejanzas y diferencias entre las hojas 512Estructura fina de las hojas 512
Epidermis de la hoja 513
El mesófilo: el tejido basal fotosintético 513Venas: los macizos vasculares de la hoja 513
Estructura primaria de las raíces 514Sistemas de raíces ramificadas y raíces fibrosas 514Estructura interna de las raíces 514
Sistemas de raíces que rompen el pavimento¡todos los récords 515
Crecimiento secundario acumulado:
las plantas leñosas 516
Comparación de plantas leñosas y no leñosas 516¿Qué ocurre en el cambio vascular? 516
Un examen más cercano de la madera y la corteza 518Formación de la corteza 518
Duramen y madera joven 518
Madera temprana, madera tardía y anillosde los árboles 519Límites del crecimiento secundario 519
29.5
29.6
29.7
TRANSPORTE Y NUTRICIÓN VEGETAL
30.1
Moscasparaeldesayuno522
Nutrientes vegetales y su disponibilidaden el suelo 524
Nutrientes necesarios para el crecimiento vegetal 524
Propiedades del suelo 524Lixiviación y erosión 525
¿Cómo absorben los iones minerales y el agua lasraíces? 526
Rutas de absorción 526
Estructuras de absorción especializadas 526Vellosidades 526
Nódulos radicales 527
Micorrizas 527
¿Cómo se transporta el agua enlas plantas? 528Definición de transpiración 528
Teoría del transporte del agua porcohesión-tensión 528
30.2
30.3
30.4 ¿Cómo conservan el agua los tallos ylas hojas? 530
La cutícula conserva el agua 530
Pérdida controlada de agua en los estomas 530
¿Cómo se distribuyen los compuestosorgánicos en las plantas? 532Traslocación 532
Teoría del flujo por presión 532
30.5
E\I REPRODUCCIÓN VEGETAL.. Unahistoriade coevolución 536
Estructuras reproductivas de las plantasflorales 538
Esporofito y gametofito 538Componentes de las flores 538
Dónde se desarrollan el polen y el óvulo 539
"'ilÜ¡¡iA~ Enfoque en la salud: el polen me hace estornudar 539
, 31.3 Comienza una nueva generación 540
De las mícrosporas a los granos de polen 540
De las megasporas a los óvulos 540
De la polinización a la fertilización 540
31.4 De los cigotos a las semillas y frutos 542Formación del esporofito embrionario 542
Formación de semillas y fruto 543
31.5 Dispersión de frutos y semillas 544
31.1
31.7
Enfoqueenla ciencia:¿porquéhay tantasfloresy tanpocosfrutos? 545
Reproducción asexual de plantas florales 546
Reproducción asexual en la naturaleza 546
Propagación inducida 546
liI CRECIMIENTO Y DESARROLLO VEGETAL..Plántulas alocadas, racimos de uvas espléndidos 550
32,1 Patrones de crecimiento y desarrollo temprano: unavisita de conjunto 552
¿Cómo germinan las semillas? 552
Programas genéticos y señales ambientales 552
32.2 Lo que hacen las principales hormonasvegetales 554
32,3 Ajuste de la dirección y velocidad delcrecimiento 556
¿Qué son los tropismos? 556;&
Respuestas al esfuerzo mecánico 557
¿Cómo saben las plantas cuándodar flores? 558
Un botón de alarma llamado fitocromo 558
La floración: un caso de fotoperiodicidad 558
Los ciclos vitales acaban y vuelven otra vez 560Senescencia 560
Entrada en latencia 560
Interrupción de la latencia 561Vemalización 561
32.4
32.5
.. CONEXIONES:LAS COSECHASY LA CARRERADE ARMAMENTOS QUÍMICOS 562
TEJIDOS Y SISTEMAS DE ÓRGANOSDE LOS ANIMALES
Mangostas grises, humanos, todo eslo mismo 566
33.1 Tejido epitelial 568
Características generales 568Contacto entre las células 568
Epitelio glandular y glándulas 569
Tejido conectivo 570
Tejidos conectivos blandos 570
Tejidos conectivos especializados 570
Tejido muscular 572
"'"
33.2
33.3
33.4 Tejido nervioso 573
33.6
Enfoqueenla ciencia:fronterasenlainvestigacióndedelostejidos 573
Sistemas de órganos 574
Generalidades sobre los principales sistemasde órganos 574
Formación de tejidos y órganos 575
111 INTEGRACIÓN Y CONTROL:SISTEMANERVIOSO
34.1
¿Porquéforzar elsistema? 578
Las neuronas: especialistas de lacomunicación 580
Zonas funcionales de una neurona 580
¿Qué es una neurona "en reposo"? 580
Gradientes necesarios para los potencialesde acción 580
¿Cómo se disparan y propagan lospotenciales de acción? 582Alcanzado el umbral 582
Una espiga todo o nada 582
Dirección de la propagación 583
Las sinapsis químicas 584Un variedad de señales 584
La integración sináptica 585¿Cómo se elimina al neurotransmisor de lahendidura sináptica? 585
Rutas del flujo de información 586
Bloques y cableado de neuronas 586
Arcos reflejos 586
El sistema nervioso de los invertebrados 588
Redes nerviosas 588
La importancia de tener una cabeza 588
34.2
34.3
34.4
34.5
xiii
34.6 Un panorama del sistema nervioso de losvertebrados 590
Evolución del cerebro y la médula espinal 590Las divisiones funcionales del sistema nervioso 590
34.7 ¿Cuáles son las principales vías de transmisión deinformación? 592
El sistema nervioso periférico 592
Subdivisiones somática y autónoma 592
Nervios simpáticos y parasimpáticos 592
Médula espinal 593
El cerebro de los vertebrados 594
Cerebro posterior 594Cerebro medio 594
Evolución del cerebro anterior 594Formación reticular 595
Protección en la barrera hematoencefálica 595
35.8 Estudio de un caso: de lit señalización a la percepciónvisual 620
¿Cómoestá organizada la retina? 620Las respuestas neuronales a la luz 620
Enfoque de la salud: los padecimientos del ojo humano 622
fl:IE) INTEGRACIÓN Y CONTROL:SISTEMAS ENDOCRINOS
34.8
34.9 El cerebro humano 596Divisionesfuncionales de la corteza cerebral 596Conexionescon el sistema límbico 597
34.11
Enfoque en la ciencia:los experimentos decerebro dividido de Sperry 598
¿Cómo se guardan los recuerdos? 599- CONEXIONES:REFLEXIONESSOBREELINACABADO CEREBRO ADOLESCENTE 600
Enfoque en la salud: dragar el cerebro 602
~ LA RECEPCIÓN SENSORIAL
35.1
35.2
Diferentes estilos para diferentes organismos 606
Panorama de las vías sensoriales 608
Las sensaciones somáticas 610
Los receptores cercanos a la superficie del cuerpo 610El sentido muscular 610
¿Qué es el dolor? 610Dolor referido 611
35.3
35.4
Los sentidos químicos 612
Sentido del equilibrio 613
35.5 Sentido de la audición 614
Las propiedades del sonido 614La evolucióndel oído de los vertebrados 614
35.6 El sentido de la vista 616
¿Cuáles son los requisitos de la visión? 616Un muestreo entre los ojosde los invertebrados 616
35.7 La estructura y función de los ojos de los vertebrados618
Estructura del ojo 618Acomodación visual 619
xiv
Festín hormonal 626
36.1 El sistema endocrino 628
Hormonas y otras moléculas señalizadoras 628
Descubrimiento de las hormonas y sus fuentes 628
Mecanismos de señalización 630
La naturaleza de la acción hormonal 630
Características de las hormonas esteroides 630
Características de las hormonas peptídicas 631
36.2
36.3 El hipotálamo y la glándula pituitaria (hipófisis) 632Secrecionesdel lóbulo posterior 632Secrecionesdel lóbulo anterior 632
36.5
36.6
Enfoqueenlasalud:anormalidadenlaproduccióndelapituitaria 634
Fuentes y efectos de otras hormonas 635
36.7
Control por retroalimentación de las secrecioneshormonales 636
Retroalimentación negativa de la cortezasuprarrenal 636
Retroalimentación local en la médula suprarrenal 636
Casos de retroalimentación sesgada de la tiroides 636
Control por retroalimentación de las gónadas 637
Respuestas directas a los cambios químicos 638
Secreciones de las glándulas paratiroides 638Efectos de moléculas señalizadoras locales 638
Secreciones de los islotes pancreáticos 638
36.8 Las hormonas y el medio externo 640
La duración del día y la glándula pineal 640
La función de la tiroides y los hábitatsde las ranas 640
Mirada comparativa a algunos invertebrados 641
r-;gi:1 PROTECCIÓN, APOYO Y MOVIMENTO
37.1
Una historia de hombres, mujeres y perros esquimales 644
Evolución de la piel de los vertebrados 646
Enfoque en la salud: la luz solar y la piel 648La conexión vitamínica 648
Bronceados y piel curtida 648
La luz solar y la primera línea de defensa 648
Tipos de esqueleto 649Principios de funcionamiento para los esEjemplos de los invertebrados 649.. CONEXIONES: EVOLUCIÓN DEL ESQUELETODE LOS VERTEBRADOS 650
37.3
37.5 Un examen más cercano de los huesos y lasarticulaciones 652
Formación y remodelación ósea 652Donde los huesos se encuentran: articulaciones del
esqueleto 652
Los huesos y el nivel sanguíneo del calcio 653
37.6 Sistemas esquelético y muscular 654
¿Cómo interactúan los músculos y los huesos? 654Sistema esquelético-muscular humano 655
37.7 ¿Cómo se contrae el músculo esquelético? 656
37.8 ¿Qué controla la contracción? 658
37.9 Energía para la contracción 659
37.10 Propiedades de todos los músculos 660Tensión muscular 660
¿Qué es la fatiga muscular? 660¿Qué son las distrofias musculares? 660
Músculos, ejercicio y envejecimiento 661.. Enfoqueen la salud: un casograve de contracción tetánica 661
l1li CIRCULACIÓN..Elfuncionamiento del corazón 664.. CONEXIONES:EVOLUCIÓNDE LOSSISTEMAS CIRCULATORIOS 666
De la estructura a la función 666
Evolución de la circulación en los vertebrados 666
Vínculos con el sistema linfático 667
Ca;racterísticas de la sangre 668
Funciones de la sangre 668
V9lumen y composición de la sangre 668
38.2
- Enfoqueen la salud: trastornos deJa sangre 670
38.4 Tipos sanguíneos y transfusiones de sangre 670
Con respecto a la aglutinación 670
Tipo de sangre ABO 671Tipo de sangre Rh 671
Sistema cardiovascular humano 67238.5
38.6 El corazón es un bombeador solitario 674Ciclo cardiaco 674
'Contracción del músculo cardiaco 675
La presión sanguínea en el sistema cardiovascular 676
Presión sanguínea arterial 676
¿Cómo pueden resistir el flujo las arteriolas? 677
Control de la presión sanguínea arterial media 677
38.7
38.8 Desde los lechos capilares de regreso al corazón 678
Función de los capilares 678Presión venosa 679
Enfoqueenla salud:trastornoscardiovasculares680
39.10 Hemostasis 682
38.11 Sistema linfático 682
Sistema vascular linfático 682
Tejidos y órganos linfoides 682
l'1li INMUNIDAD....
39.1
Ruleta rusa al estilo inmunológico 686
Tres líneas de defensa 688
Barreras superficiales contra la invasión 688
Respuestas específicas y no específicas 688
39.2
39.3
Proteínas de complemento 689
Inflamación 690
Los papeles de los fagocitos y sus familias 690
La respuesta inflamatoria 690
Perspectiva general del sistemainmunológico 692
Características que lo definen 692Los defensores clave 692
Los principales objetivos 692
Control de las respuestas inmunes 693
Cómo se forman y presentan batalla los linfocito s 694Formación de células B y T 694
Campo de batalla de los linfocitos 695
Respuesta mediada por anticuerpos 696
Los papeles de los anticuerpos 696
Clases de inmunoglobulinas 696
Respuesta mediada por células 698
39.4
39.5
39.6
39.7
39.9
Enfoqueenla ciencia:cáncereinmunoterapia 699
Anticuerpos monoclonales 699Multiplicación de los asesinosde tumores 699
Vacunas terapéuticas 699
Defensas mejoradas, mal dirigidas ocomprometidas 700Inmunización 700
Alergias 700Tastornos autoinmunes 701
Respuestas inmunes deficientes 701
Enfoqueenla salud:SIDA (AIOS): elsistemainmunecomprometido702
Característicasdel SIOA 702
Cómosereplica el VIH 702
Comienzauna peleatitánica 702Cómosetransmite el VIH 702
Tratamientos con drogas 703
XV
liiJ RESPIRACIÓN
40.1
De pulmones y tortugas laúd 706
La naturaleza de la respiración 708
Los fundamentos del intercambio de gases 708
¿Qué factores influyen en el intercambio de gases? 708
Relación superficie-volumen 708Ventilación 708
Pigmentos de transporte 708
Respiración de los invertebrados 709
Respiración de los vertebrados 710
Branquias de peces y anfibios 710
Evolución de los pulmones 710
Sistema respiratorio humano 712¿Cuáles son las funciones del sistema? 712
Desde las vías aéreas hasta los pulmones 713
Inversiones cíclicas en los gradientes de presióndel aire 714
El ciclo respiratorio 714
Volúmenes pulmonares 715
Transporte e intercambio de gases 716
Intercambios en la membrana respiratoria 716Transporte de oxígeno 716
Transporte de dióxido de carbono 716
¿Cómo se iguala el flujo de aire con el flujo sanguíneo? 717
40.2
40.3
40.4
40.5
40.6
40.8
Enfoqueenla salud:cuandolospulmonessecolapsan718Bronquitis 718
Enfisema 718
Efectosdel hábito defumar 718
Efectosdefumar mariguana 718
Alpinistas en las alturas y buzos en lasprofundidades 720
La respiración en las grandes alturas 720Envenenamiento por monóxido de carbono 720
La respiración en aguas profundas 720
liiJ DIGESTIÓN Y NUTRICIÓN HUMANA
xvi
41.1Piérdelo... y encontrará su camino de regreso 724
La naturaleza de los sistemas digestivos 726Sistemas incompletos y completos 726
Correlaciones con el comportamiento alimentario 726
41.2 Perspectiva visual general del sistemadigestivo humano 728
Dentro de la boca, descenso por el túbo 729
Digestión en el estómago y el intestino delgado 730El estómago 730
El intestino delgado 730
El papel de la bilis en la digestión de grasas 731Controles ~bre la digestión 731
41.3
41.4
41.5 Absorción desde el intestino delgado 732
La estructura se refiere al volumen! superficiede la función 732
¿Cuáles son los mecanismos de absorción? 733
Disposición de los compuestos orgánicosabsorbidos 734
41.6
41.7 El intestino grueso 735Funcionamiento de colon 735
Problemas de funcionamiento del colon 735
Requerimientos nutricionales de los humanos 736Una conexión carbohidratos-insulina 737
y entonces, ¿qué comemos? 737
41.8
41.9 Vitaminas y minerales 738
Enfoqueen la ciencia:cuestionesdepeso,respuestastentadoras 740
~ EL MEDIO INTERNO
42J
La historiadela ratadeldesierto744
Sistema urinario de los mamíferos 746
El reto: los cambios en el líquido extracelular 746
Ganancias y pérdidas de agua 746Ganancias y pérdidas de solutos 746
Componentes del sistema urinario 747Nefronas: unidades funcionales de los riñones 747
42.2 Formación de orina 748
Factores que influyen en la filtración 748
Reabsorción de agua y el sodio 749Mecanismo de reabsorción 749
Ajustes inducidos por hormonas 749Conducta de la sed 749
42.4
42.5
42.6
Enfoqueenla salud:cuandolosriñonessedañan 750
El equilibrio ácido-básico del cuerpo 750
Peces, ranas y ratas canguro 751
¿Cómo se controla la temperatura intema? 752Ganancias y pérdidas de calor 752
Ectotermos, endotermos y lo que hay en medio 752
La regulación de la temperatura en los mamíferos 754Respuestas al estrés por calor 754Fiebre 754
Respuestas al estrés por frío 755
42.7
PRINCIPIOS DE LA REPRODUCCIÓNY EL DESARROLLO
43.1De ranaenranay otrosmisterios 758
El principio: los modos de reproducción 760Reproducción sexual y contra reproducción asexual 760
Costos y beneficios de la reproducción sexual 760
Etapas del desarrollo: una perspectiva general 76243.2
43.3 Órdenes que se cumplen desde el principio 764
La información en el citoplasma del óvulo 764Segmentación: el inicio de la multicelularidad 764
Patrones de segmentación 765
¿Cómo se forman los órganos y tejidosespecializados? 766Diferenciación celular 766
Morfogénesis 767
43.4
43.5 Formación de patrones 768
Señales embrionarias en formación de patrones 768
Una teoría de formación de patrones 768Limitantes evolutivas en el desarrollo 769
43.7
Enfoque en la ciencia: para conocer a una mosca 770
¿Por qué envejecen los animales? 772
La hipótesis del lapso de vida programado 772
La hipótesis de los ataques acumulativos 772- CONEXIONES: LA MUERTE A CAMPO ABIERTO 773
44.12
Enfoqueenla salud:la madrecomoproveedora,protectorayamenazapotencial 794
Del nacimiento en adelante 796Parto 796
Alimentación del recién nacido 796
Respecto al cáncer de seno 797
Desarrollo posnatal 797
Enfoque en bioética: control de la fertilidad humana 798
44.14 Opciones de control natal 798
Enfoque en la salud: enfermedadesde transmisión sexual 800'....
Enfoque en la bioética: la búsqueday lainterrupción del embarazo 802
ECOLOGÍA DE LA POBLACIÓNlIIiIREPRODUCCIÓN Y DESARROLLOEN EL HUMANO
44.1
El sexoy la herenciaenlosmamíferos776
Sistema reproductivo masculino 778Dónde se forma el esperma 778Dónde se forma el semen 778
Cáncer de la próstata y de los testículos 779
44.2 Función reproductiva masculina 780
Formación de espermatozoides 780Controles hormonales 780
Sistema reproductor de la hembra humana 782
Los órganos reproductores 782Ciclo menstrual 782
44.3
44.4 Función reproductora de la hembra 784Cambios cíclicos en los ovarios 784
Cambios cíclicos en el útero 785-""
Resumen visual del ciclo menstrual 78644.5
44.6 Ocurre el embarazo 787
Relaciones sexuales 787
Fertilización o fecundación 787
44.7 Formación del embrión inicial 788
División e implantación 788Membranas extraembrionarias 789
44.8 Surgimiento del plan corporal de losvertebrados 790
¿Por qué la placenta es tan importante? 79144.9
44.10 Surgimiento de los rasgos humanosbien definidos 792
45.1Historias de números de pesadilla 806
Características de las poblaciones 808
45.3
Enfoque en la ciencia: cabezas difíciles de contar 809
Pérdidas y ganancias en el tamaño dela población 810
Pérdidas y ganancias en el tamaño de la población 810
Desde la zona cero hasta el crecimiento exponencial 810
¿Qué es el potencial biótico? 811
Límites sobre el crecimiento
de las poblaciones 812¿Qué son los factores limitantes? 812
Capacidad de soporte y crecimiento logístico 812
Controles dependientes de la densidad 812
Factores independientes de la densidad 813
Patrones de historia de vida 814
Tablas de vida 814
Patrones de supervivencia y reproducción 815
,45.4
45.5
II1II CONEXIONES: SELECIÓN NATURAL y LOSGUPPIES DE TRINIDAD 816
45.7 Crecimiento poblacional de la población humana 818Cómo comenzamos a eludir los controles 818
Crecimiento presente y futuro 819
Control a través de la planificación familiar 820
Crecimiento poblacional ydesarrollo económico 822
Modelo de transición demográfica 822Una cuestión de consumo de recursos 823
45.8
45.9
45.10 Impacto social del crecimiento cero 823
xvii
c:¡:] INTERACCIONES SOCIALES- Engalana el nido con ramitos de materia verde 826
46.1 Fundamentos hereditarios del comportamiento 828
Genes y comportamiento 828Hormonas y comportamiento 828
Definición del comportamiento instintivo 829
46.2 Comportamiento aprendido 830- CONEXIONES:EL VALORADAPTATIVODEL COMPORTAMIENTO 831
46.4 Señales de comunicación 832
La naturaleza de las señales de comunicación 832
Ejemplos y exhibiciones de comunicación 832
Señalizadores y receptores ilegítimos 833
Parejas, padres y el éxito reproductivoindividual 834
La teoría de la selección sexual y el comportamiento deapareamiento 834
Costos y beneficios de la paternidad 835
Costos y beneficios de vivir engrupos sociales 836
Prevención cooperativa de losDepredadores 836
La agrupación (manada) egoísta 836
Jerarquías de dominación 836
Respecto a los costos 837
La evolución del altruismo 838Colonias de termitas 838
Colonias de abejas 838Selección indirecta 839
46.5
46.6
46.7
m;[]Enfoqueenla ciencia:¿porquésacrificartea ti mismo? 840
46.9 Un punto de vista evolutivo del comportamientosocial humano 841
D:DINTERACCIONES EN COMUNIDADES- No hay palomo solo 844
47.1 ¿Qué factores conforman la estructurade la comunidad? 846El nicho 846
Categorías de interacciones entre especies 846
47.2
47.3
Mutualismo 847
Interacciones competitivas 848
Exclusión competitiva 848Partición de recursos 849
47.4 Interacciones depredador-presa 850
Coevolución de los depredadores y presas 850
Modelos para interacciones entredepredador-presa 850
El lince canadiense y la liebre de las nieves 850
xviii
..CONEXIONES:UNA CARRERAARMAMENTISTAEVOLUTIVA 852
Camuflaje 852Coloración de advertencia 852
Mimetismo 852
Defensa a la hora de la verdad 852
Respuestas del depredador para presa 853
47.6 Interacciones' parásito-huésped 854Evolución del parasitismo 854
Clases de parásitos 854
Respecto a los parasitoides 855
Los parásitos como agentes de control biológico 855
47.7 Fuerzas que contribuyen a la estabilidadcomunitaria 856Un modelo estacional 856
El modelo de patrón de climax 856Cambios cíclicos no direccionales 856
Ecología de restauración 857
Fuerzas que contribuyen a la inestabilidad de lacomunidad 858
Cómo las especies claves se inclinan al equilibrio 858
Cómo la introducción de especies inclina el equilibrio 859
47.8
[¡Z[J Enfoque en el medio ambiente: especiesexóticasy en peligro de extinción 860
Los conejos que se comieron Australia 860
Las plantas que se comieron a Georgia 860
El alga triunfante 861
47.10 Patrones de biodiversidad 862
¿Qué causa los patrones marinos y continentales? 862
¿Qué causa los patrones isleños? 862
CiJ ECOSISTEMAS- Crepas de desayuno, panquequey helado depostre 866
48.1 La naturaleza de los ecosistemas 868
Panorama de los participantes 868Estructura de los ecosistemas 869
La naturaleza de las redes alimenticias 870
¿Cuántas veces se transfiere la energía? 870
Dos categorías de redes alimenticias 871
'48.3 I Enfoqueenla ciencia:amplificaciónbiológicaen las redesalimenticias 872
Modelado de ecosistemas 872
DDT en redes alimenticias 872
48.2
Estudio del flujo de energía a través de losecosistemas 873
¿Qué es la productividad primaria? 873
¿Qué es una pirámide ecológica? 873
f48;5' I Enfoque en la ciencia: flujo de energía enSi/ver Springs 874
48.4
-
48.6
48.7Ciclos biogeoquímicos: panorama general 875
El ciclo hidrológico 876El ciclo del carbono 87848.8
Enfoque en la ciencia: ¿de gases de invernaderoa un planeta más cálido? 880
Efecto de invernadero 880
Definición del calentamiento global 880
Indicios de intensificación del efecto deinvernadero 880
Causas y efectos: Algunas predicciones 880
48.10 El ciclo del nitrógeno 882Procesos de reciclaje 882
Escasez de nitrógeno 883
Impacto humano sobre el ciclo del nitrógeno 883
48.11 Ciclos sedimentarios 844
Una mirada al ciclo del fósforo 884Eutroficación 884
111 LA BIOSFERA-¿Crecen cactos en Brooklyn? 888
49.1 Patrones de circulación del aire yclimas regionales 890
Océanos, accidentes geográficos y los climasregionales 892Corrientesoceánicasy sus efectos 892Sombrasde lluvia y monzones 893Ámbitos de biodiversidad 894
Suelos de los principales biomas 896Desiertos 893
49.2
49.3
49.4
49.5
49.6
49.7
Matorral seco, arbolado seco y pastizal 898
Pluvios selvas tropicales y otros bosques de hojaancha 900
49.8 Bosques de coníferas 902
49.9 Tundra ártica y alpina 903
49.10 Provincias de agua dulce 904Ecosistemaslacustres 904
Cambiosestacionales en los lagos 904Naturaleza trófica de los lagos 905
Ecosistemasde corriente de agua 905
49.11 La provincias oceánica~906
Productividad primaria en el océano 906Chimeneas hidrotérmales 907
49.12 Tierras cenagosas y zonas intermareas 908
Manglares y estuarios 908
Costas rocosas y arenosas 909
49.13 El Niño y la biosfera 910Surgenciasa lo largo de las costas 910Corrientesoscilantesy patrones meteorológicos 910..CONEXIONES:RlTAEN LOS TIEMPOSDE CÓLERA 912La temperatura de la superficie del mar yafloramiento de algas 912La conexión con el cólera 912
PERSPECTIVA DEL SER HUMANOY LA BlOSFERA
50.1
Una indiferenciadeproporcionesmíticas 916
Contaminación del aire: ejemplos destacados 918
Esmog 918
Depositación de ácidos 918
Una capa de ozono más delgada: un legado global decontaminación del aire 920
,~50.2
50.3 ¿Dónde poner los desechos sólidos? ¿Dónde cultivaralimentos? 921
Enterrados bajo nuestra propia basura 921
Conversión de tierras marginalesa la agricultura 921
Deforestación: un ataque contra recursos finitos 92250.4
'"
Enfoquede bioética: tú y las selvas lluviosas tropicales 924
¿Quién cambia pastizal es por desiertos? 925
Crisis global del agua 926
Consecuencias de riego intenso 926
Contaminación de aguas subterráneas 926Contaminación del agua 926
Las inminentes guerras del agua 927
Cuestión de aportes de energía 928Combustibles fósiles 928
Energía nuclear 928
Fuentes alternas de energía 930
Energía solar vía hidrógeno 930
Energía eólica 930
¿Qué pasó con la energía de fusión? 930
~ CONEXIONES: PRINCIPIOS BIOLÓGICOSY LA IMPERATIVA HUMANA 931
50.6
50.7
50.8
50.9
APÉNDICE I
APÉNDICE Il
APÉNDICE III
SISTEMA DE CLASIFICACIÓN
UNIDADES DE MEDICIÓN
RESPUESTAS A LAS PREGUNTAS DE
AUTOEV ALUACIÓN
RESPUESTAS A PROBLEMAS DE GENÉTICAAPÉNDICE IV
APÉNDICE V UN ENFOQUE MÁs CERCANO A ALGUNAS DELAS PRlNCIP ALES VÍAS METABÓLICAS.
LOS AMINOÁCIDOS
LA TABLA PERIÓDICA DE LOS ELEMENTOS
APÉNDICE VI
APÉNDICE VII
GLOSARIO
CRÉDITOS DE FOTOGRAFíAS. ARTE Y AGRADECIMIENTOS
íNDICE
íNDICE DE APLICACIONES
xix